Биохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк




НазваниеБиохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк
страница2/14
Дата17.11.2012
Размер1.51 Mb.
ТипКонспект
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14

Лекция 1


РОЛЬ МОЛОКА И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

В ПИТАНИИ НАСЕЛЕНИЯ



    1. Краткая история развития биохимических исследований

молока и мо­лочных продуктов


Началом научно-исследовательских работ в области биохимии молока следует считать год создания первой в России молочной лаборатории при Едимоновской молочной школе (1883 г.). Организатором этой лаборато­рии был проф. Ав. А. Калантар. Ему принадле­жит обширное научное наследство в области химии и технологии молочных продуктов (при­менение при производстве швейцарского сыра солей кальция, разработка лактоденсиметра, формул для расчета сухих веществ молока и т. д.). Важным этапом развития научно-исследова­тельских работ в области молочного дела стало открытие в 1902— 1904 гг. научно-испытательных лабораторий в городах Западной Сибири и цен­тральной части России. Лаборатории проводили ог­ромную работу по исследованию состава и свойств молока, получаемого от коров местных пород, констант молочного жира, применению чистых культур молочнокислых бактерий в про­изводстве масла и т. д.

Последующее развитие маслоделия и сыро­делия в нашей стране потребовало создания спе­циального учебного и научно-исследовательско­го института. В 1913 г. был открыт Вологодский молочнохозяйственный институт. В институте работали профессора Г. С. Инихов, С. А. Королев, Я. С. Зайковский и др.

Многочисленные исследования Г. С. Инихова по изуче­нию состава и свойств молока и молочных продуктов, разработка мето­дов контроля качества сырья и готовой продукции послужили основой для написания им первых учебников «Химия молока» и «Анализ моло­ка».

Проф. С. В. Паращук является основоположником рус­ской школы сыроделия и маслоделия. Им проведена большая работа по изучению влияния кормов на состав и свойства молока и масла, свойств сычужного фермента и пепсина, разработаны основы производства дие­тических кисломолочных и детских лечебных молочных продуктов.

Научная деятельность проф. Я. С. Зайковского была по­священа изучению природы белков молока, развитию теории образования масла, изучению физико-химических основ производства сгущенно­го и сухого молока.

Огромный вклад в развитие научно-исследовательских работ в области биохимии молока внес проф. П.Ф. Дьяченко. За долгую жизнь он много сделал в области химии белков молока. Им разработана теория сычужной коагуляции казеина, технология получения казеинатов, термокальциевых копреципитатов и других белковых продуктов.

В настоящее время большую научно-исследовательскую работу в об­ласти молочного дела осуществляют коллективы сотрудников открыто­го в 1930 г. Всероссийского научно-исследовательского института молоч­ной промышленности в Москве (ВНИМИ) и Всероссийского научно-исследовательского института маслодельной и сыродельной промышлен­ности в Угличе (ВНИИМС), а также их филиалов.


1.2 Роль молока и молочных продуктов в питании населения


Молоко - один из самых ценных продуктов питания человека. По пищевой ценности оно может заменить любой продукт, но ни один продукт не заменит молоко.

Молоко и молочные продукты широко применяют при лечении и профилактике различных болезней человека. Особое значение имеют молочные продукты при лечении болезней печени, легких, желудочно-кишечного тракта и др.

Молоко содержит все необходимые для питания человека вещества - белки, жиры, углеводы, которые находятся в сбалансированных соотноше­ниях и очень легко усваиваются организмом. Кроме того, в нем содержатся многие ферменты, витамины, минеральные вещества и другие важные эле­менты питания, необходимые для обеспечения нормального обмена ве­ществ.

Особую ценность представляют белки молока. Степень ус­воения белков молока составляет 96—98%. Образующиеся в ре­зультате расщепления белков аминокислоты идут на построение клеток организма, ферментов, защитных тел, гормонов и т. д. Некоторые ами­нокислоты легко образуются в организме из других кислот, но есть и та­кие, которые должны поступать с пищей (человеческий организм не спо­собен их синтезировать). Эти аминокислоты (лизин, триптофан, метионин, фенилаланин, лейцин, изолейцин, треонин, валин) называют неза­менимым. По содержанию незаменимых аминокислот белки молока относят к белкам высокой биологической ценности. Особенно богаты незаменимы­ми аминокислотами сывороточные белки молока.

Большое значение в питании человека имеет молочный жир. Жиры являются источником энергии и выполняют многообразные функции в организме человека. Биологическая ценность жиров определяется наличием в них полиненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой и арахидоновой). Эти жирные кислоты не синтезируются в организме человека.

Молочный жир содержит недостаточное количество полиненасыщен­ных жирных кислот. Присутствие в молочном жире значительных количеств фосфолипидов и витаминов (A, D, Е) повышает его биологическую ценность. Кроме того, молочный жир, по сравнению с другими жирами, лучше усваивается организмом че­ловека. Этому способствуют, во-первых, относительно низкая темпера­тура плавления жира (27 - 34°С), во-вторых, нахождение его в молоке в эмульгированном состоянии - в виде мелких жировых шариков.

В состав молока входит ценный углевод - лактоза (молочный сахар), используемый организмом в качестве источника энергии. Поступление лактозы в кишечник ребенка способствует развитию полезной микрофло­ры, которая, образуя молочную кислоту, подавляет гнилостные процессы.

Не менее ценны и минеральные компоненты молока. Прежде всего, следует отметить высокое содержание солей кальция и фосфора, кото­рые нужны организму для формирования костной ткани, восстановле­ния крови, деятельности мозга и т. д. Оба элемента находятся в молоке не только в прекрасно усвояемой форме, но и в хорошо сбалансирован­ных соотношениях, что позволяет организму максимально их усваивать. Около 80% суточной потребности человека в кальции удовлетворяется за счет молочных продуктов.

В молоке содержатся такие важные макроэлементы, как калий, на­трий, магний, хлор, а также микроэлементы - цинк, кобальт, марганец, медь, железо, йод, которые участвуют в построении ферментов, гормо­нов и витаминов.

Молоко является почти всех ви­дов витаминов. Так, суточная потребность в относительно дефицитном витамине В2 удовлетворяется на 42—50% за счет молока и молочных про­дуктов. Также основным источником витамина А в питании человека является сливочное масло.

Таблица 1

Примерные физиологические нормы потребления

молока и молочных продук­тов,

рекомендуемые Институтом питания РАМН


Продукт

Рекомендуемая норма

потребления

в сутки, г

в год, кг

Молоко и молочные продукты (в пересчете на молоко)

В том числе:

молоко цельное и кисломолочные напитки

творог

сметана

масло

сыр

1090


330

25

18

16

17

392,0

1


119,0

8,9

6,5

5,9

6,1



Лекция 2


ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МОЛОКА


2.1 Средний химический состав коровьего молока

Молоко представляет собой биологическую жидкость, которая обра­зуется в молочной железе млекопитающих и предназначена для вскарм­ливания новорожденного. Средний упрошенный состав ко­ровьего молока представлен на рис. 1.

Химический состав молока не только определяет его пищевую и био­логическую ценность, но и влияет на технологическую переработку, вы­ход и качество готовой продукции.

Содержание отдельных компонентов в молоке не постоянно, оно изменя­ется в зависимости от стадии лактации, породы животных, состояния здоровья кормов, времени года, возраста, индивидуальных особенностей, условий со­держания, техники доения и т.д.




Рис.1. Средний химический состав коровьего молока


2.2 Вода в составе молока


Вода выполняет разнообразные функции и играет важную роль в био­химических процессах. Она является растворителем органических и не­органических веществ. В водной среде проходят все многочисленные реакции живого организма. В некоторых реакциях вода принимает не­посредственное участие (реакции гидролиза, окисления веществ и др.).

В молоке содержится в среднем 88 % воды (с колебаниями от 86 до 89 %). Вода, входящая в состав молока и молочных продуктов, неоднородна по физико-химическим свойствам, и роль ее неоди­накова.

Большая часть воды молока (84,5 - 85%) находится в свободном состоянии, т. е. может при­нимать участие в биохимических реакциях. Сво­бодная вода молока представляет собой раствор различных органических и неорганических ве­ществ (сахара, солей и пр.). Ее легко можно пре­вратить в состояние льда при замораживании мо­лока или удалить при сгущении и высушивании.

Меньшая часть (3 - 3,5%) воды находится в связанном состоянии. Существует 2 формы связи воды в молоке:

1. Адсорбционно связанная вода удерживается молекулярны­ми силами около поверхности коллоидных час­тиц (белков, фосфолипидов, полисахаридов). При адсорбировании диполи воды располагают­ся несколькими слоями вокруг гидрофильных центров белковой молекулы (рис.2).




Рис. 2. Схема гидратной оболочки белковой молекулы:

1 – диполи воды; 2 - белок


Первый слой (ориентированные неподвижные молекулы воды, прочно связанные с белком) на­зывают гидратной или водной оболочкой. От свойств гидратных оболочек зависит стабильность белковых частиц, а также жировых шари­ков молока. Последующие слои молекул воды связаны с белком менее прочными связями, и по свойствам она не отличается от свободной воды.

2. Особая форма связанной воды - химически связанная вода. Это вода кристаллогидратов, или кристаллизационная вода. В молоке кристалли­зационная вода связана с кристаллами молочного сахара (С12Н22011 Н20).

Связанная вода по своим свойствам отличается от свобод­ной. Она не замерзает при низ­ких температурах (ниже - 40°С), не растворяет соли, сахар. Связанную воду нельзя удалить из молока при высушивании. По количеству связанной воды обычно судят о гидро­фильности белков, т.е. способ­ности связывать всю влагу (влагу первого и последующих слоев).


Контрольные вопросы:

  1. Каков средний химический состав коровьего молока?

  2. Массовые доли каких составных частей молока контролируются на молочных предприятиях?

  3. В каком состоянии находится вода в молоке?


Лекция 3


БЕЛКИ МОЛОКА


3.1 Общая характеристика, аминокислотный состав

и структура белков

Белки - высокомолекулярные полимерные соединения, построен­ные из аминокислот. В их состав входит около 53 % углерода, 7% водоро­да, 22% кислорода, 15 - 17% азота и от 0,3 до 3% серы. В некоторых бел­ках присутствуют фосфор, железо и другие элементы.

Все белки в зависимости от их строения и свойств делятся на две груп­пы:

  • простые, или протеины (от греч. protos - первый, важнейший) они состоят только из аминокислот;

  • слож­ные, или протеиды, в молеку­ле протеидов помимо белковой части имеются соединения небелковой природы.

Белки выполняют многочисленные биологические функции - струк­турную, транспортную, защитную, каталитическую, гормональную и др.

В состав белков входят остатки 20 различных аминокислот. Общая формула аминокислот следующая:


H


R-C-COOH


NH2

Все аминокислоты содержат аминогруппу NH2, имеющую основной характер, и карбоксильную группу СООН, несущую кислые свойства.

Белкам свойственны различные структуры. Последовательность ами­нокислотных остатков в полипептидной цепи называют первичной струк­турой белка (рис. 3, а). Она специфична для каждого белка.

В молекуле белка полипептидная цепь частично закручена в виде α-спирали, витки которой скреплены водородными связями.



Вид спирали характеризует вто­ричную структуру (рис. 6, б). Возможна также слоисто-складчатая структура.

Пространственное расположение полипептидной цепи определяет тре­тичную структуру белка (рис. 3, в). В зависимости от простран­ственного расположения полипептидной цепи форма молекул белков мо­жет быть различной. Если полипептидная цепь образует молекулу ните­видной формы, то белок называется фибриллярным (от лат. fibrilla - нить), если она уложена в виде клубка - глобулярным (от лат. globulus - шарик).

Рис. 3. Структуры белковых Четвертичная структура харак-

молекул: теризует способ расположения

а) первичная; б) вторичная; в пространстве отдельных поли-

в) третичная; г) четвертичная пептидных цепей в белковой моле-

куле.

Белки обладают большой молекулярной массой (от нескольких ты­сяч до нескольких миллионов). Вследствие большого размера белковых частиц водные растворы их представляют собой коллоидную систему, которая состоит из дисперсионной среды (растворитель) и дисперсной фазы (частицы растворенного вещества).



Благодаря присутствию в аминокислотных остатках групп, способ­ных к ионизации (СООН, NH2 и др.), белковые молекулы несут отрица­тельные и положительные заряды. Нарушение этих факторов устойчивости при­водит к осаждению (коагуляции) частиц. Коагуляцию можно осуществить, добавляя в раствор белков дегидра­тирующие вещества (спирт, ацетон, сульфат аммония и некоторые дру­гие соли), разрушающие гидратную оболочку. При этом происходит об­ратимое осаждение белков, т. е. при удалении этих веществ белки вновь переходят в нативное состояние.

При действии на белок солей тяжелых металлов, кислот и щелочей, а также при нагревании происходят необратимые реакции осаждения с потерей первоначальных свойств белка. Это явление называется денату­рацией. Она характеризуется развертыванием полипептидной цепи бел­ка, которая в нативной белковой молекуле была свернута. В ре­зультате развертывания полипептидных цепей на поверхность белковой молекулы выходят гидрофобные группы. При этом белок теряет растворимость, агрегирует и выпадает в осадок.


3.2 Классификация белков молока

В молоке содержится в среднем около 3,2% белков, колебания составляют от 2,9% до 3,5%. Белки, входя­щие в состав молока, имеют сложный состав, разнообразны по строению, физико-химическим свойствам и биологическим функциям.

Используя современные способы разделения и выделения белков, исследователи установили, что в состав молока входят три группы бел­ков:

  • казеин;

  • сывороточные белки;

  • белки оболочек жировых шариков.

На рис. 4 представлен фракционный состав белков молока.

Биологические функции белков молока многообразны. Так, казеин яв­ляется собственно пищевым белком, выполняющим в организме новорож­денного структурную функцию. Кроме того, казеин транспортирует в со­ставе своих частиц кальций, фосфор и магний. Транспортные функции так­же выполняют лактоферрин и β-лактоглобулин, иммуноглобулины облада­ют защитными функциями, α-лактальбумин - регуляторными и т. д.


Общий белок 3,2%


Подкисление, рН 4,6




Осадок: Фильтрат:

казеин 2,6% сывороточные белки 0,6%


Нагревание до 93-95°С, раскисление


Осадок: Фильтрат:

лактоферрин, β-лактоглобулин, протеоз-пептоны 0,06%

иммуноглобулины, α-лактальбумин

0,54% действие

трихлоруксусной кислоты


Рис. 4. Схема фракционного состава белков молока

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14

Похожие:

Биохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк iconРабочая программа по дисциплине сд. 07 «Микробиология молока и молочных продуктов» для специальности 26030365 "Технология молока и молочных продуктов'' направления 260300 "Технология сырья и продуктов животного происхождения"
Технология сырья и продуктов животного происхождения" для специальности 271100 "Технология молока и молочных продуктов'', утвержденным...
Биохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк iconРабочая программа по дисциплине сд. 07 Микробиология молока и молочных продуктов
Технология молока молочных продуктов" с учетом представлений, умений, навыков, полученных по дисциплине "Микробиология молока и молочных...
Биохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк iconПрограмма вступительного экзамена в аспирантуру по дисциплине «технология молока и молочных продуктов»
Программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры технологии молока и молочных продуктов 07. 10. 11, протокол №3
Биохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк iconМикробиология молока и молочных продуктов учебное пособие
Микробиология молока и молочных продуктов: Учебное пособие. – Кемерово, 2004. – 80 с
Биохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк iconМетодические указания и контрольные задания для студентов-заочников специальностей 260303 «Технология молока и молочных продуктов» и 080401 «Товароведение и экспертиза товаров»
Методические указания предназначены для студентов факультета технологии и управления аграрным производством специальностей 260303...
Биохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк iconПеречень литературы и средств обучения
Горбатова К. К. «Биохимия молока и молочных продуктов». Гиорд.: Санкт-Петербург, 2004
Биохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк iconДетского питания учебное пособие Для студентов вузов Кемерово 2005 удк 637. 144 (075)
П 82 Технология молочных продуктов детского питания: Учебное пособие. / Кемеровский технологический институт пищевой промышленности....
Биохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк iconКонспект лекций кемерово 2008
Информационная безопасность : конспект лекций для студентов очной и заочной формы обучения / сост к т н., доцент Иценко М. Ф.; Кузбас...
Биохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк iconКонспект лекций кемерово 2009 Судебная экспертиза
Судебная экспертиза : конспект лекций для студентов очной и заочной формы обучения / сост. А. С. Червинский; Кузбасский институт...
Биохимия молока и молочных продуктов конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010 удк iconБиохимия сборник лабораторных работ Для студентов вузов Кемерово 2005 удк 577. 1 (076. 5)
Б63 Биохимия: сборник лабораторных работ / В. В. Шапкарин, А. П. Королев, С. Б. Гридина, Е. П. Зинкевич; Кемеровский технологический...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница